KR20190048766A - Wet etching and laser-assisted metal foil hole machining method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판 홀 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 습식에칭을 이용하여 딤플을 형성한 후, 상기 딤플에 레이저로 홀을 형성하여, 언더컷 현상이 종래보다 현저하게 감소하여 원하는 홀 크기로 제어하기 용이하고, 홀 가공 시간을 현저하게 단축할 수 있기 때문에 가공시간을 단축할 수 있으며, 대면적 홀 가공 시 언더컷을 감소할 수 있을 뿐만 아니라 전체 가공시간을 감소할 수 있는 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판의 홀 가공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wet etching method and a metal foil hole processing method using a laser, and more particularly, to a method of forming a dimple using wet etching and then forming a hole with a laser in the dimple, It is easy to control to a desired hole size and the hole machining time can be shortened remarkably. Therefore, the machining time can be shortened, and the undercut can be reduced in the large-area hole machining, The present invention relates to a wet etching method for a thin metal plate using a laser.
일반적으로, 금속 박판의 에칭가공은 자재절단-전처리(전해 탈지)-라미네이션-노광-현상-에칭-박리-검사단계가 포함되는데, 자재절단공정은 원자재를 제품에 맞게 절단하고, 전처리공정은 재료에 전착된 유지성분 및 이물질을 제거하며, 라미네이션공정은 재료의 표면에 드라이 필름(DRY FILM RESIST DFR "드라이필름" )을 도포하고, 노광공정은 드라이 필름이 접착 완료된 자재를 아트워크에서 제작된 워킹마스크 사이에 삽입한 후 자외선빛(UV)으로 드라이필름을 광반응시켜 제품의 상을 형성시킨다.In general, the etching process of a metal thin plate includes a material cutting-pretreatment (electrolytic degreasing) -laminating-exposure-developing-etching-peeling-inspection step wherein the material cutting process cuts the raw material according to the product, (DRY FILM RESIST DFR " dry film ") is applied to the surface of the material, and the exposure process is performed by moving the material to which the dry film is adhered, After inserting between the masks, the dry film is photo-reacted with ultraviolet light (UV) to form a product image.
그리고 현상공정은 노광시 자외선과 반응하지 않는 드라이필름을 제거하고, 에칭공정은 부식성이 강한 염화제이철 및 기타 부식약품으로 부식시켜 제품의 형상을 두각 시키며, 박리공정은 재료의 표면에 완전히 밀착/경화된 드라이 필름을 알칼리성 약품인 박리액으로 제거한다.In the development process, the dry film which does not react with ultraviolet rays during exposure is removed, and the etching process is corroded with ferrous chloride and other corrosive chemicals which are highly corrosive, so that the shape of the product is distinguished. In the peeling process, The dried film is removed with a peeling solution which is an alkaline agent.
그러나 상기한 일련의 에칭가공과정에서 특히, 0.025mm 이하의 금속박판 소재의 가공시에 압연 및 후처리 시 발생하는 표면상의 유기물 및 산화 피막으로 인하여 가공시 미 에칭 및 미도금이 발생하는 문제가 생긴다.However, in the above-described series of etching processes, there is a problem that micro-etching and non-plating occur during processing due to organic substances and oxidized films on the surface, which are generated during rolling and post- .
또한, 에칭가공의 특성상 액을 사용하여 에칭가공을 진행하게 되는데 이때 장비 내부의 롤러를 사용하여 자재를 이동시킨다. In addition, due to the characteristics of the etching process, the etching process is carried out using the liquid. At this time, the material is moved by using the roller inside the equipment.
그러나 금속 박판의 자중의 가벼움으로 인해 롤러에 의한 진행시 액 분사 압력에 의해 금속 박판이 롤러 사이로 빠지거나 롤러 상에서 평탄을 유지하지 못하여 불균일 가공 및 변형이 생기는 문제점이 있었다.However, due to the lightness of the weight of the thin metal plate, there is a problem that uneven processing and deformation may occur due to the thin metal plate falling out of the rollers due to the liquid injection pressure during the progress due to the rollers or failing to maintain flatness on the rollers.
상기한 문제점을 해소하기 위해 공개특허 10-2011-0038891(2012.06.08)에서는 지그를 이용한 금속박판 에칭공법을 제공하였다.In order to solve the above-described problem, a metal thin plate etching method using a jig is provided.
그리고 전해가공으로 금속 박판을 가공할 시, 전해가공은 가공물에 양의 전압을 인하하고, 전극에 음의 전압을 인가하여 전해액을 흘려주면서 가공물을 가공하는데, 상기한 전해가공은 여러 가지 요소의 영향으로 인하여 가공물의 부피가 변화하고, 언더컷 현상이 발생하는 문제점이 있다. In electrolytic processing, when a positive voltage is applied to a workpiece and a negative voltage is applied to the electrode, an electrolytic solution is flowed to process the workpiece. In the above electrolytic processing, the influence of various factors There is a problem that the volume of the workpiece changes and an undercut phenomenon occurs.
본 발명은 습식에칭을 이용하여 딤플을 형성한 후, 상기 딤플에 레이저로 홀을 형성하여, 언더컷 현상이 종래보다 현저하게 감소하여 원하는 홀 크기로 제어하기 용이하고, 홀 가공 시간을 현저하게 단축할 수 있기 때문에 가공시간을 단축할 수 있으며, 대면적 홀 가공 시 언더컷을 감소할 수 있을 뿐만 아니라 전체 가공시간을 감소할 수 있는 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판의 홀 가공방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In the present invention, a dimple is formed using wet etching, and then a laser-formed hole is formed in the dimple. As a result, the undercut phenomenon is remarkably reduced compared with the prior art, so that it is easy to control to a desired hole size, It is an object of the present invention to provide a wet etching method and a hole processing method of a thin metal plate using a laser capable of reducing an undercut in a large area hole processing as well as reducing a total processing time, .
본 발명에 따른 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판 홀 가공방법은 a)금속 박판 상면 중, 홀 가공위치와 대응하는 부분에 딤플을 형성하는 단계 및 b)상기 딤플에 레이저 가공을 실시하여, 상기 금속 박판에 홀을 형성하는 단계를 포함한다.A method of processing a metal foil hole using a wet etching and a laser according to the present invention comprises the steps of: a) forming a dimple on a portion of the upper surface of a thin metal plate corresponding to a hole machining position; and b) And forming a hole in the thin plate.
이때 본 발명에 따른 상기 a)단계인 금속 박판 상면 중, 홀 가공위치와 대응하는 부분에 딤플을 형성하는 단계는, a-1)금속 박판을 준비하는 단계와, a-2)준비된 금속 박판의 상면에 포토레지스트(Photoresist)를 라미네이팅하는 단계와, a-3)상기 포토레지스트에 리소그래피를 실시하여, 홀 형성위치에 대응하는 지점에 관통공이 형성된 드라이 필름을 형성하는 단계와, a-4)상기 드라이 필름의 관통공을 통해 습식에칭을 실시하여, 금속 박판의 상면 중, 홀 형성위치에 대응하는 부분에 딤플을 형성하는 단계와, a-5)상기 금속 박판의 상면에 형성된 드라이 필름을 제거하는 단계를 포함한다.The step of forming the dimples on the portion corresponding to the hole machining position of the upper surface of the metal thin plate according to the present invention comprises the steps of: a-1) preparing a metal thin plate; a-2) Laminating a photoresist on an upper surface of the substrate; a-3) performing lithography on the photoresist to form a dry film having a through-hole formed at a position corresponding to the hole forming position; and a-4) Forming a dimple on a portion of the upper surface of the thin metal plate corresponding to the hole forming position by performing wet etching through the through hole of the dry film; and a-5) removing the dry film formed on the upper surface of the thin metal plate .
본 발명의 일 실시예에 따른 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판의 홀 가공방법은 습식에칭을 이용하여 딤플을 형성한 후, 상기 딤플에 레이저로 홀을 형성하여, 언더컷 현상이 종래보다 현저하게 감소하여 원하는 홀 크기로 제어하기 용이하고, 홀 가공 시간을 현저하게 단축할 수 있기 때문에 가공시간을 단축할 수 있으며, 대면적 홀 가공 시 언더컷을 감소할 수 있을 뿐만 아니라 전체 가공시간을 감소할 수 있는 효과를 가진다.In the method of wet etching a metal thin plate using a wet etching and a laser according to an embodiment of the present invention, a dimple is formed using wet etching, and then a hole is formed in the dimple with a laser so that an undercut phenomenon is remarkably reduced It is easy to control the hole size to a desired value and the hole machining time can be shortened remarkably, so that the machining time can be shortened, the undercut can be reduced in the large-area hole machining, Effect.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판 홀 가공방법을 단계별로 간략하게 보인 예시도이다.FIG. 1 is a schematic view showing steps of a wet etching process and a metal foil hole processing method using a laser according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, at the time of the present application, It should be understood that variations can be made.
본 발명은 습식에칭을 이용하여 딤플을 형성한 후, 상기 딤플에 레이저로 홀을 형성하여, 언더컷 현상이 종래보다 현저하게 감소하여 원하는 홀 크기로 제어하기 용이하고, 홀 가공 시간을 현저하게 단축할 수 있기 때문에 가공시간을 단축할 수 있으며, 대면적 홀 가공 시 언더컷을 감소할 수 있을 뿐만 아니라 전체 가공시간을 감소할 수 있는 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판의 홀 가공방법에 관한 것으로 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.In the present invention, a dimple is formed using wet etching, and then a laser-formed hole is formed in the dimple. As a result, the undercut phenomenon is remarkably reduced compared with the prior art, so that it is easy to control to a desired hole size, The present invention relates to a wet etching method and a hole processing method of a thin metal plate using a laser capable of reducing an undercut in a large area hole processing and reducing a total processing time, The following is an example.
도 1을 참조한 본 발명의 일 실시에 따른 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판 홀 가공방법은 a)금속 박판(10) 상면 중, 홀 가공위치와 대응하는 부분에 딤플(11)을 형성하는 단계, 및 b)상기 딤플(11)에 레이저 가공을 실시하여, 상기 금속 박판(10)에 홀(12)을 형성하는 단계를 포함한다.1, a method of processing a metal foil hole using a wet etching and a laser according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: a) forming a
이때 a)단계인 금속 박판(10) 상면 중, 홀 가공위치와 대응하는 부분에 딤플(11)을 형성하는 단계를 보다 상세하게 살펴보면 다음의 세부과정을 포함한다.The step of forming the
먼저, a-1)단계로 금속 박판(10)을 준비한다.First, the
여기서 준비되는 금속 박판(10)은 습식에칭을 실시할 수 있는 재질로 이루어지고, 수 마이크로의 두께를 가지는 것이 바람직하다. The metal
다음은 a-2)단계로, 상기 a-1)단계에 의해 준비된 금속 박판(10)의 상면에 포토레지스트(Photoresist)를 라미네이팅 한다.Next, in step a-2), a photoresist is laminated on the upper surface of the
이때 상기 금속 박판(10)의 상면에 라이네이팅되는 포토레지스트(Photoresist)는 자외선에 노출되면 경화되는 것으로, 상기 금속 박판(10)의 상면 전체에 고른 두께로 라미네이팅되기 위해 스핀코터 (spin-coater) 방식으로 라미네이팅될 수 있다.The photoresist laminating on the upper surface of the
다음은 a-3)단계로, 상기 포토레지스트에 리소그래피를 실시하여, 홀 형성위치에 대응하는 지점에 관통공(21)이 형성된 드라이 필름(20)을 형성한다.Next, in step a-3), lithography is performed on the photoresist to form a
이때 상기 리소그래피는 감광성 수지인 포토레지스트에 포토마스크를 통해 자외선을 조사하면 포토마스크에 새겨진 패턴이 포토레지스트가 자외선에 전사되고, 이를 현상하여 포토마스크에 대응하는 형상이 형성되는 것으로, 상기 금속 박판(10)의 상면에 라미네이팅된 상기 포토레지스트는 리소그래피에 의해 부분적으로 경화되는데, 상기 리소그래피 과정은 먼저, 상기 포토레지스트의 상부에 상기 금속 박판(11)의 상면 중, 홀 형성위치에 대응하는 부분을 제외한 부분이 관통된 포토마스크를 위치한 후, 상기 포토마스크에 자외선을 조사하여, 홀 형성위치에 대응하는 부분을 제외한 부분이 자외선 노광에 의해 경화(광학적 중합: Polymerization)되고, 현상액으로 형상하면, 상기 금속 박판(10) 상면에 홀 형성위치에 대응하는 지점에 관통공(21)이 형성된 드라이 필름(20)이 형성된다.When the ultraviolet rays are irradiated to the photoresist, which is a photosensitive resin, the photoresist is transferred to the ultraviolet ray by the pattern engraved in the photomask, and the photoresist is developed to form a shape corresponding to the photomask. The photoresist laminated on the upper surface of the
다음은 a-4)단계로, 상기 드라이 필름(20)의 관통공(21)을 통해 습식에칭을 실시하여, 금속 박판(10)의 상면 중, 홀 형성위치에 대응하는 부분에 딤플(11)을 형성한다.Next, in step a-4), wet etching is performed through the through
이때 실시되는 습식에칭은 제2염화철 용액을 스프레이 방식으로 분사하여 상기 드라이 필름(20)의 관통공(21)을 통해 침투된 용액으로 에칭을 실시하는데, 추후에 진행할 레이저 가공시간을 단축시키기 위해서 충분한 깊이로 습식에칭을 진행하는 것이 바람직하다.In this wet etching, the second iron chloride solution is sprayed by a spraying method to etch the impregnated solution through the
따라서 추후에 실시할 레이저 가공의 레이저 출력에 따라 습식에칭의 조건도 변경될 수 있다. Therefore, the conditions of the wet etching can be changed in accordance with the laser output of the laser processing to be performed later.
다음은 a-5)단계로, 상기 금속 박판(10)의 상면에 형성된 드라이 필름(20)을 제거한다.Next, in step a-5), the
이때 상기 드라이 필름(20)의 제거는 현상액으로 용해 시켜 제거하게 되고 상기 상기 드라이 필름(20)의 제거가 완료되면, At this time, the removal of the dry film (20) is dissolved and removed by a developing solution. When the removal of the dry film (20) is completed,
다음은 b)단계로, 상기 딤플(11)에 레이저 가공을 실시하여, 상기 금속 박판에 홀을 형성한다.Next, in step b), the
이때 레이저 가공을 실시할 시에는 딤플의 중심과 레이저 가공위치의 얼라인을 맞춘 후 실시하는 것이 바람직하고, 또한 홀 가공할 금속 박판(10)의 평탄도와 처짐을 최소화하기 위하여 해당 지그프레임에 고정하여, 레이저 가공을 진행하여야 한다. At this time, it is preferable to align the center of the dimple with the alignment of the laser processing position when laser processing is performed. In order to minimize the flatness and deflection of the
그리고 레이저의 출력은 습식에칭으로 딤플 가공을 진행한 정도에 따라 변경될 수 있다. The output of the laser can be changed according to the extent of dimple processing by wet etching.
따라서 상기한 과정에 의해 습식에칭을 이용하여 딤플을 형성한 후, 상기 딤플에 레이저로 홀을 형성하여, 언더컷 현상이 종래보다 현저하게 감소하여 원하는 홀 크기로 제어하기 용이하고, 홀 가공 시간을 현저하게 단축할 수 있기 때문에 가공시간을 단축할 수 있으며, 대면적 홀 가공 시 언더컷을 감소할 수 있을 뿐만 아니라 전체 가공시간을 감소할 수 있다.Therefore, after the dimples are formed by wet etching using the above-described process, the dimples are formed in the dimples with a laser, and the undercut phenomenon is remarkably reduced compared with the conventional method, It is possible to shorten the machining time, reduce the undercut in the machining of a large area hole, and reduce the entire machining time.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
10: 금속 박판
11: 딤플
12: 홀
20: 드라이 필름
21: 관통홀10: metal sheet
11: dimple
12: Hall
20: Dry film
21: Through hole
Claims (3)
b)상기 딤플에 레이저 가공을 실시하여, 상기 금속 박판에 홀을 형성하는 단계;를 포함하는 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판 홀 가공방법.
a) forming a dimple on a portion of the upper surface of the thin metal plate corresponding to the hole machining position; And
and b) forming a hole in the thin metal plate by laser machining the dimple.
상기 a)단계인 금속 박판 상면 중, 홀 가공위치와 대응하는 부분에 딤플을 형성하는 단계는,
a-1)금속 박판을 준비하는 단계와;
a-2)준비된 금속 박판의 상면에 포토레지스트(Photoresist)를 라미네이팅하는 단계와;
a-3)상기 포토레지스트에 리소그래피를 실시하여, 홀 형성위치에 대응하는 지점에 관통공이 형성된 드라이 필름을 형성하는 단계와;
a-4)상기 드라이 필름의 관통공을 통해 습식에칭을 실시하여, 금속 박판의 상면 중, 홀 형성위치에 대응하는 부분에 딤플을 형성하는 단계와;
a-5)상기 금속 박판의 상면에 형성된 드라이 필름을 제거하는 단계;를 포함하는 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판 홀 가공방법.
The method according to claim 1,
The step of forming the dimples in the portion corresponding to the hole machining position of the upper surface of the metal thin plate,
a-1) preparing a thin metal plate;
a-2) laminating a photoresist on the upper surface of the prepared metal thin plate;
a-3) performing lithography on the photoresist to form a dry film having a through-hole formed at a position corresponding to the hole-forming position;
(a-4) wet-etching through the through holes of the dry film to form dimples on portions of the upper surface of the thin metal plate corresponding to the hole forming positions;
and a-5) removing the dry film formed on the upper surface of the thin metal plate.
상기 습식에칭은
제2염화철 용액을 스프레이 방식의 분사하여 에칭하는 습식에칭과 레이저를 이용한 금속 박판 홀 가공방법.The method of claim 2,
The wet etch
A wet etching method for spraying a second iron chloride solution by spraying and a method for processing a metal foil hole using a laser.
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